初中九年级物理：磁生电导学案及课后达标检测

第5节磁生电

课时导学案

【学习目标】

1．通过探究活动，知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。

2．通过实验探究，知道感应电流的方向与磁场方向、切割磁感线的运动方向有关。3．了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。

重点：通过电磁感应实验，认识电磁感应现象，发现磁生电的条件。

难点：产生感应电流的条件。

【自主学习】

一、什么情况下磁能生电

1.阅读课本P138第一、二段，填一填：奥斯特实验说明了电可以生磁，英国科学家法拉第发现磁可以产生电.

2、阅读课本P138什么情况下磁能生电部分，回答下列问题：

（1）本实验应选择哪些实验器材？为什么？还需要补充实验器材吗？

答案：根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。还要有直导线、铁架台、细线等。

（2）如何获得磁场？

答案：磁体周围有磁场，利用磁体可以获得磁场。

（3）电路中有电流的条件是什么？

答案：电路中有电流，电路要闭合，还需要电源。

（4）在图20.5-1的电路中，谁是电源呢？

答案：磁场中的导线。

3、进行实验

（1）让导线在磁场中静止，换用不同强度的永磁体，发现电流表的示数不变；用多匝数导线线圈进行实验，线圈扔保持静止，发现电流表的示数不变，说明了什么？

答案：导线在磁场中静止，电路中不会产生电流。

（2）改进实验方案，固定磁体不变，观察到当导体沿着磁场方向运动时，电路中没有电流。当导线在磁场中水平运动、斜运动都会产生电流。把磁感线想象成一根根线，把导线想象成一把刀，总结一下闭合电路中产生电流的条件。

答案：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。

（3）填一填：由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。

(4) 实验记录分析

分析实验记录,可以得出实验结论：

①产生感应电流的条件：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动;

②影响感应电流方向的因素：导体切割磁感线方向和磁场方向。

4、在电磁感应实验中能量是如何转化的呢？实验中消耗了什么能量，获得了什么能量？你能在实际生活中举出机械能转化为电能的实例吗？

答案：实验中消耗的是机械能，获得了电能，电磁感应实验中把机械能转化为电能。发电机是把机械能转化为电能的装置。

温馨提示：在电磁感应的实验中，如果电路不是闭合的，是断开的，电路中没有感应电流，但有感应电压。

二、发电机

1、观察课本P139图20.5-3手摇发电机，主要构造有线圈、 U形磁体等。

2、把手摇发电机与灯泡连接起来，摇动把手，观察到灯泡发光，说明电路中有了电流；把手摇发电机与电流表连接起来，摇动把手，观察到电流表指针随着线圈的转动而左右摇摆，说明了发电机发出的电流大小和方向是变化的。

3、观察课本P140图20.5-4，把两个发光二极管极性相反地并联起来，接到原来灯泡的位置，摇动把手，观察到二极管在交替发光，这进一步说明手摇发电产生的电流方向是变化的。

4、阅读课本P140，填一填：交流电

(1)定义：电路中产生的___交变__电流。

(2)频率：交流电在1s内完成_周期性变化__的次数。

(3)国标：我国交流电频率为__50_Hz,即每秒钟完成_50__个周期性变化,电流方向改变_100__次。

5、议一议：交流和直流电有什么区别？

答案：交流电的电流方向是变化的，而直流电的电流方向不变。

6、观察课本P140图20.5-5，填一填：外力带动的线圈在磁场中转动时，线圈的ab边向下运动，cd边向上运动 ,两个边分别切割磁感线，且切割的方向相反，所以它们产生的感应电流方向也相反，使线圈沿着某一个方向向外输出电流。当线圈转过图中的这个位置时，两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向，使得切割磁感线的条数减少，故产生的感应电流就减小。当线圈转过了180度以后，线圈的ab边向上运动，cd 边向下运动 ,每条边的运动方向与原来相反，故它们产生感应电流的方向也会相反，因此向外输出大小和方向都变化的交流电。

7、阅读课本P140最后两段，填一填：发电机

（1）原理：根据__电磁感应___现象制成的。

（2）构造：主要由__定子___和__转子___两部分组成。

（3）能量转化：_机械____能转化为_电__能。

温馨提示：发电机线圈中产生的是交流电，发电机加上换向器后能输出直流电。

【合作交流】

1.在课本图20.5-1的实验中,产生的感应电流非常小,如何感知?怎样感知感应电流的方向? 答案：靠灵敏电流计指针的偏转靠灵敏电流计指针的偏转方向,若向右偏,则电流从灵敏电流表的正接线柱流入;若向左偏,则反之。

2、实验中,由于产生的感应电流较小,应采取怎样的措施使现象明显?

答案：①要尽可能选用磁性强的蹄形磁体。

②可用导线制成匝数很多的线圈代替单根导线。

③切割磁感线时,要垂直且尽量快速。

3、如图，导线固定不动，移动磁铁，在电路中会产生感应电流吗？为什么？

【点拨】运动是相对的，导线固定不动，移动磁铁与磁体固定不动，移动导线效果是相同的。答案：会因为当磁体运动时，线圈相对于磁场也是运动的，并且在做切割磁感线，所以会产生感应电流。

4、电池给灯泡供电和手摇发电机给灯泡供电，有什么不同？

答案：电池是直流电源，给灯泡供电时电流的方向不变，灯泡的亮度恒定；手揺发电机供电时电流的方向不不断变化，灯的亮度变化。

5、下图是话筒的示意图，说明动圈式话筒的原理

【点拨】动圈式话筒的工作原理是利用电磁感应。

答案：当人说话发出的声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈随着一起在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线，从而产生感应电流，感应电流的大小和方向都随着声音的变化而变化，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中发出放大的声音。

【效果展示】

1.在探究“感应电流产生条件”的实验中,将导体ab水平置于蹄形磁铁的磁场中,如图所示。闭合开关后,能使灵敏电流计的指针发生偏转的做法是(D)

A.让蹄形磁铁静止,导体ab也保持静止

B.让蹄形磁铁静止,导体ab在竖直方向上下运动

C.让导体ab静止,蹄形磁铁在竖直方向上下运动

D.让导体ab静止,蹄形磁铁沿水平方向左右运动